TWI585325B - Gate valve - Google Patents
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Description
本發明係關於一種閘門閥,尤其關於一種用於半導體製造裝置等且設置於對腔室取放晶圓之閘門之閘門閥。
作為用於半導體製造裝置等之真空用閘門閥,例如,自先前已知有國際公開第2008/001683號(專利文獻1)及國際公開第2010/032722號(專利文獻2)中記載者。
[專利文獻1]國際公開第2008/001683號
[專利文獻2]國際公開第2010/032722號
例如於半導體製造裝置之腔室中,進行半導體之製造步驟中之各處理時,存在使腔室內成為超真空狀態,或成為高壓狀態之情形。
將取放晶圓等被處理物之閘門開關之閘門閥係利用大致固定之負載關閥。然而,使腔室內成為超真空狀態時(正壓時),因腔室內外之壓力差,而進一步之負載作用於閘門閥之關閥方向。相反地,使腔室內成為高壓狀態時(逆壓時),因腔室內外之壓力差,而負載作用於閘門閥之開閥方向,導致使閘門閥閉閥之力減少。
若晶圓等被處理物大型化,則閘門之開口亦變大,上述
之傾向將變得更為顯著。即,於正壓時與逆壓時,作用於閘門閥之密封部之負載之差變大。
若閘門閥之關閥力較大時,密封部變形過度,則閘門閥之本體接觸於閘門,導致產生意外之微粒等情形值得關注。另一方面,若閘門閥之關閥力較小時,密封部未充分變形,則無法確保特定之密封性之情形值得關注。
於如此之狀況下,要求在高負載之正壓時,抑制密封部之變形,防止閘門閥之本體接觸於閘門,而另一方面,在低負載之逆壓時,要求容易使密封部某種程度地變形,確保特定之密封性。
又,尤其於高負載之正壓時,要求防止密封部陷入外周側導致之微粒之產生。
專利文獻1及專利文獻2中記載之真空用閘門閥,並非基於如上所述之需求製作者,故未展現充分解決上述問題之構成。
即,專利文獻1中記載之閘門閥係將防止因應力集中或接著劑之剝離而導致密封部出現龜裂或產生微粒作為目的,且與考量作用於密封部之負載之變動之本發明無關。
又,專利文獻2中記載之閘門閥係將防止密封部曝露於處理氣體作為目的,且與考量作用於密封部之負載之變動之本發明無關。
本發明係鑒於如上所述之問題而完成者,本發明之目的在於提供一種即使作用於密封部之負載變動,亦可防止閘門閥之本體接觸於閘門,且可確保特定之密封性之閘門
閥。
本發明之閘門閥係設置於對腔室取放被處理物之閘門者,且具備具有主面之本體部、與閘門閥關閉時抵接於閘門之周緣部之密封部。密封部係以沿著本體部之周緣部延伸之方式設置,且包含閘門閥開啟時自主面突出之凸狀之第1部分及凸狀之第2部分。再者,「沿著本體部之周緣部延伸」係指第1部分及第2部分之一部分自本體部之周緣部分離或更接近本體部之周緣部,但亦包含大部分沿著本體部之周緣部形成之情形。
於本發明之閘門閥中,上述密封部之第1部分之自主面突出之突出量大於第2部分之自主面突出之突出量。又,上述密封部之第1部分係相對於第2部分設置於主面之內周側。
一實施態樣係於上述閘門閥中,第2部分僅在閘門閥以相對較高之負載關閉時抵接於閘門之周緣部。
一實施態樣係於上述閘門閥中,第2部分之外周側斜面相對於本體部之主面之傾斜角度大於第1部分之外周側斜面相對於本體部之主面之傾斜角度。
一實施態樣係於上述閘門閥中,第1部分之外周側斜面相對於本體部之主面之傾斜角度小於第1部分之內周側斜面相對於本體部之主面之傾斜角度。
根據本發明,於高負載時,由密封部之第1部分及第2部
分兩者承受負載,故密封部之變形受到抑制,而於低負載時,僅由密封部之第1部分承受負載,故密封部易變形。因此,即使作用於閘門閥之密封部之負載變動,亦可防止高負載時閘門閥之主題接觸於閘門,且於低負載時確保特定之密封性。
又,根據本發明,由於突出量較大之第1部分位於內周側,故在高負載時,密封部陷入外周側之類之變形受到抑制,從而可防止如此之變形造成微粒之產生。
以下,對本發明之實施形態進行說明。再者,有時對於同一或相當之部分標註同一參考符號而不重複其說明。
再者,於以下說明之實施形態中,除了言及個數、量等之情形、有特別記載之情形外,本發明之範圍並不一定限定於該個數、量等。又,於以下之實施形態中,各個構成要件除了有特別記載之情形外,對本發明而言並非必須者。
圖1係表示本實施形態之閘門閥之圖,(a)表示前視圖,(b)表示底面圖,(c)表示後視圖。於本說明書中,將面向閘門開口部及腔室內空間之側作為閘門閥之正面。
本實施形態之閘門閥10典型而言設置於半導體製造裝置之閘門。閘門係對腔室取放晶圓等被處理物之開口。
本實施形態之閘門閥10既可設置於加工腔室與轉移腔室之間之閘門,亦可設置於轉移腔室與承載腔室之間之閘門,亦可設置於承載腔室與大氣開放部之間之閘門。
本實施形態之閘門閥10如圖1(a)、(b)、(c)所示,具備本體部1、及設置於本體部1之主面之密封部2。
本體部1由例如鋁等構成。本體部1係藉由氣缸而於開閥方向及關閥方向上受到驅動。
密封部2由例如橡膠或彈性體等彈性材構成。密封部2係沿著本體部1之主面之周緣部設置。密封部2係於閘門閥關閉時,抵接於構成腔室之框體之開口(閘門)之周緣部。密封部2既可接著於本體部1,亦可嵌合於設置在本體部1之槽。
閘門閥10之長度舉例為例如500 mm左右。閘門閥之寬度舉例為例如80 mm左右。閘門閥之高度(包含密封部2)舉例為例如25 mm左右。閘門閥10之密封部2之寬度為例如7 mm左右。
繼而,使用表示閘門閥10中之密封部2之周邊之放大剖面圖即圖2,對密封部2之結構進行說明。再者,圖2係表示閘門閥開啟時之狀態。
如圖2所示,密封部2包含於閘門閥開啟之狀態下自本體部1之主面1A突出之凸狀之第1部分2A、及同樣地自本體部1之主面1A突出之凸狀之第2部分2B。第1部分2A相對於第2部分2B設置於本體部1之主面1A之內周側。
密封部2之高度(全高)舉例為例如3 mm左右。第1部分2A之自主面1A突出之突出量H1舉例為例如1 mm左右。第1部分2B之自主面1A突出之突出量H2舉例為例如為0.5~0.6 mm左右。即,第1部分2A自本體部1之主面1A突出之突出
量H1大於第2部分2B自本體部1之主面1A突出之突出量H2。
又,第1部分2A之外周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ1舉例為例如39°左右。第1部分2A之內周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ1'舉例為例如64°左右。第2部分2B之外周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ2舉例為例如57~67°左右。
即,第2部分2B之外周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ2大於第1部分2A之外周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ1。又,第1部分2A之外周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ1小於第1部分2A之內周側斜面相對於本體部1之主面1A之傾斜角度θ1'。
繼之,使用圖3,說明閘門閥10之使用狀態。圖3(a)表示作用於密封構件2之負載較低之情形,圖3(b)表示作用於密封構件2之負載為中等程度之情形,圖3(c)表示作用於密封構件2之負載較高之情形。
關閥閘門閥10時,本體部1由大致固定之負載予以驅動。然而,當使腔室內為超真空狀態時(正壓時),因腔室內外之壓力差,進一步之負載會於閘門閥之關閥方向上對密封部2作用。相反地,當使腔室內為高壓狀態時(逆壓時),因腔室內外之壓力差,負載會於閘門閥之開閥方向上對密封部2作用。當不存在腔室內外之壓力差時(同壓時),於關閥方向上驅動本體部1之力會直接作用於密封部2。作用於密封部2之負載以此方式變動。
作用於密封構件2之負載較低時(逆壓時)之負載舉例為例如2000 N左右,作用於密封構件2之負載較高時(正壓時)之負載舉例為例如8000 N左右,作用於密封構件2之負載為中等程度時(同壓時)之負載舉例為例如5000 N左右。
作用於密封構件2之負載較低之情形時(逆壓時),如圖3(a)所示,僅第1部分2A抵接於閘門之抵接面3。作用於密封構件2之負載為中等程度之情形時(同壓時)及作用於密封構件2之負載較高之情形時(正壓時),如圖3(b)、(c)所示,第1部分2A與第2部分2B兩者抵接於閘門之抵接面3。即,第2部分2B僅於閘門閥10由相對較高之負載關閉時抵接於閘門之抵接面3。
再者,本實施形態之例中雖亦於作用於密封構件2之負載為中等程度之情形時(同壓時),使第2部分2B抵接於閘門之抵接面3,但亦可設為僅於作用於密封構件2之負載較高之情形時(正壓時),使第2部分2B抵接於閘門之抵接面3。
根據本實施形態之閘門閥10,於低負載時,如圖3(a)所示,僅由密封部2之第1部分2A承受負載,故密封部2易變形。另一方面,於高負載時,如圖3(c)所示,由密封部2之第1部分2A及第2部分2B兩者承受負載,故密封部2之變形得到抑制。
如此般,根據本實施形態之閘門閥10,即使作用於密封部2之負載變動,亦可防止高負載時密封部2變形過度而導致本體部1接觸於閘門,且於低負載時亦可確保特定之密
封性。
又,本實施形態之閘門閥10係藉由將突出量較大之第1部分2A相對於第2部分2B設置於內周側,而如圖4所示,於高負載時,可使應力之峰值(圖4中之A)位於密封部2中之相對內周側。其結果,亦於高負載時,密封部2陷入外周側之類之變形受到抑制,從而可防止如此之變形導致微粒之產生。
又,本實施形態之閘門閥10可藉由將第2部分2B之外周側斜面之傾斜角度θ2設定為大於第1部分2A之外周側斜面之傾斜角度θ1,而使僅於高負載時抵接於閘門之第2部分2B相對難以變形,且使亦於低負載時抵接於閘門之第1部分2A相對容易變形。其結果,可進一步提昇高負載時使密封部2難以變形且低負載時使密封部2易變形之效果。
又,本實施形態之閘門閥10可藉由將第1部分2A之外周側斜面之傾斜角度θ1設定為小於第1部分2A之內周側斜面之傾斜角度θ1',而使高負載時之應力之峰值(圖4中之A)進一步位於內周側。其結果,可進一步提昇抑制密封部2陷入外周側之類之變形之效果。
以上,對本發明之實施形態進了行說明,但應認為此次揭示之實施形態於所有之方面均為例示而限制性者。本發明之範圍係由申請之範圍表示,且意圖包含與申請之範圍均等之含義及範圍內之所有之更改。
本發明之閘門閥可應用於半導體製造裝置等之對腔室取
放被處理物之閘門。
1‧‧‧本體部
1A‧‧‧主面
2‧‧‧密封部
2A‧‧‧第1部分(主密封部)
2B‧‧‧第2部分(廢料調整部)
3‧‧‧抵接面
圖1係表示本發明之一實施形態之閘門閥之圖,(a)表示前視圖,(b)表示底面圖,(c)表示後視圖。
圖2係表示圖1所示之閘門閥之密封部之周邊之放大剖面圖。
圖3係表示圖1所示之閘門閥之使用狀態之圖,(a)表示低負載(逆壓時),(b)表示中負載(同壓時),(c)表示高負載(正壓時)。
圖4係用以說明使高負載作用於圖1所示之閘門閥時之應力狀態之圖。
1‧‧‧本體部
1A‧‧‧主面
2‧‧‧密封部
2A‧‧‧第1部分(主密封部)
2B‧‧‧第2部分(廢料調整部)
Claims (6)
- 一種閘門閥,其係設置於對腔室取放被處理物之閘門者,且包含:本體部,其具有主面;以及密封部,其係於上述閘門閥關閉時抵接於上述閘門之周緣部;上述密封部係以沿著上述本體部之周緣部延伸之方式設置,且包含當上述閘門閥開啟時自上述主面突出之凸狀之第1部分及凸狀之第2部分,且上述第1部分之自上述主面突出之突出量大於上述第2部分之自上述主面突出之突出量,上述第1部分係相對於上述第2部分設置於上述主面之內周側,上述第2部分具有朝上述本體部之與上述第2部分鄰接之外周端而自上述第2部分之突出量之最高點下降之外周側斜面。
- 如請求項1之閘門閥,其中上述第2部分僅於上述閘門閥以相對較高之負載關閉時,抵接於上述閘門之周緣部。
- 如請求項1或2之閘門閥,其中上述第2部分之外周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度大於上述第1部分之外周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度。
- 如請求項1或2之閘門閥,其中 上述第1部分之外周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度小於上述第1部分之內周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度。
- 如請求項3之閘門閥,其中上述第1部分之外周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度小於上述第1部分之內周側斜面相對於上述本體部之主面之傾斜角度。
- 如請求項1之閘門閥,其中上述第1部分及上述第2部分由相同材料一體形成,上述密封部之對應於上述第1部分及上述第2部分之底面係平坦地形成。
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